在新課標背景下,如何探索現有課程內容的基礎上培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng),成為信息科技課堂教學的關鍵要素。本文以魯教版《信息技術》第4冊《數據處理與分析》為例從大單元教學的視角出發(fā),探討如何有效實施信息科技課程教學,旨在提升初中信息科技課堂的教學效率與質量,從而保障教育教學的高質量發(fā)展和推進。
一、提煉與邏輯主線相關聯的單元學科大概念
新課標中,信息科技課程圍繞六條邏輯主線展開,分別是數據、算法、網絡、信息處理、信息安全、人工智能。從課程內容角度來看,本單元主要圍繞“數據”這條邏輯主線展開,涉及的核心概念主要有數據、數據采集、數據加工、數據分析等。
“數據”這條邏輯主線在課標中的要求是:數據來源的可靠性——數據的組織與呈現——數據對現代社會的意義。本單元的數據以表格形式進行有序組織,并通過圖表進行直觀呈現,以便于學生可以充分理解。此外,我們還借助其他信息科技手段對數據進行深入分析,進一步挖掘其潛在價值元素,使數據更具有可視性和指導意義。
二、遵從單元設計的望遠鏡思維和放大鏡思維
望遠鏡思維實質上是一種“向外拓展”的思維方式。它要求我們深入探究單元之間的內在聯系,不僅關注單元與學科之間的關聯,還需跨越學科的界限,尋找單元與跨學科領域的交融點,并進一步將所學與現實世界緊密相連。通過這種更高層次的大概念引導,我們得以實現深度學習的目標。學生可以觀察變量之間的函數關系,根據概念、假設等進行演繹推理并得出結論;學生在數學課中已經學習過利用條形圖、折線圖、餅圖等圖表分析數據,這為本單元學習利用電子表格采集、存儲、加工、分析數據奠定了基礎。
放大鏡思維,即“向內深挖”的思維方式,使教師能夠借助單元概念地圖,精準定位到關鍵的大概念和核心問題。在此基礎上,能夠有條不紊地規(guī)劃單元的結構和序列,從而全面把握單元設計的各個環(huán)節(jié)和步驟。這種思維方式不僅有助于教師深入理解教學內容,還能提升他們在教學設計上的專業(yè)性和系統(tǒng)性。本單元以“從鳥類數據看黃河口生態(tài)變化”為主題,通過采集、加工和分析黃河口鳥的種類和數量變化等相關數據,研究黃河口生態(tài)環(huán)境的變化,構建起邏輯關聯的“數據處理與分析”單元的結構化知識體系。
三、明確課程育人元素,落實“立德樹人”根本任務
本單元圍繞“從鳥類數據看黃河口生態(tài)變化”這一真實項目主題,引導學生學會面對復雜多樣的真實問題,運用計算思維的方法進行抽象和分解,形成問題研究活動方案;通過走訪、調查、研學等方式,采集黃河口鳥的種類及數量的變化數據,培養(yǎng)學生的信息意識;通過對采集的數據進行處理與分析,發(fā)展學生的計算思維,提高學生的數字化學習與創(chuàng)新能力,領會“綠水青山就是金山銀山”的生態(tài)可持續(xù)發(fā)展理念,樹立建設人與自然和諧共生美好家園的強烈社會責任感。
四、以學情為基石,進行大單元設計的構思與規(guī)劃
縱觀初中二年級學生的學習經歷,這是第一次嘗試使用電子表格軟件進行數據處理與分析。學生需要面對真實而復雜的問題情景,在討論分析的基礎上,制定出切實可行的活動研究方案,再通過調查、走訪、實地研學等活動采集數據,對學生來說具有一定的現實難度,這是本單元學習需要突破的第一個學習難點;對采集到的數據,分門別類地設計、規(guī)劃表格結構,在電子表格中錄入多種類型數據,是第二個學習難點;對數據按需進行加工處理和分析,得出研究結論是第三個學習難點。
五、聚焦核心知識、必備能力及核心素養(yǎng)的單元教學目標
1.通過多種途徑收集關于黃河口鳥的種類及數量的信息,提升對信息的敏感度及對信息價值的判斷力,形成信息意識。
2.根據研究需要利用電子表格軟件(WPS表格)設計并規(guī)劃表格結構,錄入并存儲不同類型數據,發(fā)展計算思維能力及數字化學習與創(chuàng)新能力。
3.通過分門別類地對鳥類及其他相關數據進行計算與分析,掌握利用電子表格軟件進行數據加工與分析的基本方法(公式、函數、排序、篩選、圖表),并能靈活遷移運用解決其他問題,提升計算思維能力及數字化學習與創(chuàng)新能力。
4.通過研究黃河口鳥類數據與生態(tài)變化的關系,理解并認同其背后蘊含的人與自然和諧共生的生態(tài)化可持續(xù)發(fā)展理念,為家鄉(xiāng)正在建設成為“黃河口國家公園”而自豪,領悟青少年在實現家鄉(xiāng)振興和中華民族偉大復興征程中應承擔的社會責任。
六、科學合理安排教學內容,落實大單元教學目標
為了更有效地實施大單元教學目標,在原有內容不刪減的基礎上,我們對原有內容進行了重新整合與編排,精心設計了三個子項目和一個單元主題活動。
子項目一。
第1課時:項目設計和數據采集。
任務1:規(guī)劃研究內容,設計數據采集方案,設計相應的數據統(tǒng)計表的表格結構。任務2:建立電子表格并錄入采集的數據。
第2課時:數據整理和表格編輯。
任務1:修改電子表格中的數據。任務2:調整表格結構,編輯并美化表格。
子項目二。
第3課時:數據加工。
任務1:利用公式計算黃河入??趪冶Wo鳥類歷年鳥類總和(公式的相對引用)。任務2:計算每月鳥的數量與適合觀鳥數的差值(公式的絕對引用)。
第4課時:使用函數效率高。
任務1:計算各年份所有鳥的種類之和,統(tǒng)計各年份中不同保護鳥類的最高數量、最低數量與平均數量(四種常用函數)。任務2:統(tǒng)計各月鳥類是否超平均(IF條件函數)。任務3:統(tǒng)計共有幾個月鳥類數量超平均值(COUNTIF函數)。
子項目三。
第5課時:數據分析與數據排序與篩選。
任務1:領隊選拔,“綜合得分”最高者當選(單關鍵字排序)。任務2:選拔觀鳥數據記錄員。
第6課時:圖表數據更新。
任務1:了解圖表的種類及特點。任務2:創(chuàng)建合適的圖表,直觀呈現東營市市鳥“東方白鸛”近20年來的數量對比情況。
單元主題:黃河口濕地。
任務1:制定活動方案,活動探秘。任務2:收集黃河口濕地的相關數據。任務3:數據的加工與分析。任務4:撰寫研究報告并分享。
(作者單位:山東省東營市教育科學研究院)